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Autor Thema:   Kontakt zweier Bauteile (1696 mal gelesen)
RustyCohle
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Kontaktflaeche.png

 
Hallo Zusammen,
im Rahmen meiner BA möchte ich mit ANSYS den Schweißvorgang beim Ultraschallschweißen von thermoplastischen Kunststoffen untersuchen. Dabei liegen die zu verschweißenden Bauteile aufeinander und haben eine gemeinsame Kontaktfläche. Mir ist es bisher leider nicht gelungen diese Kontaktfläche zu definieren. Weder im DesignModeler noch beim Erstellen des Netzes. Um das ganze zu verdeutlichen habe ich eine Skizze in den Anhang gepackt. Der Kontakt soll nicht stoffschlüssig sein, sondern nur Flächenkontakt mit Reibungseffekten. Würde mich über eine Antwort bzw. konstruktives Feedback freuen!
Gruß

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farahnaz
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erstellt am: 12. Jul. 2017 14:05    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich


conta.JPG

 
Zitat:
Original erstellt von RustyCohle:
... Mir ist es bisher leider nicht gelungen diese Kontaktfläche zu definieren.

Woran lag? Was ist besonderes dabei?


Kontakt unterschiedlicher Art, zB reibungsbehaftet kann man in Mechanical erzeugen. S. Bild!

------------------
Grüße, Moe

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RustyCohle
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erstellt am: 13. Jul. 2017 11:24    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Lagerungsproblematik.jpg

 
Hallo,
erstmal Danke für die schnelle Antwort. Hatte mit der Flächenauswahl versucht eine Kante zu definieren.    Das Problem hat sich damit erledigt!

Edit: Jetzt hat sich allerdings ein neues Problem ergeben. Ich bin mir nicht sicher wie ich die Randbedingungen so definiere, dass es zu keiner Fehler meldung kommt. In der Realität liegt das obere Bauteil "frei" auf dem unteren, weclhes fest eingespannt ist. Auf das obere Bauteil wirkt dann eine zunächst eine statische Kraft und es wird auf das untere gespresst. Allerdings reicht ANSYS nicht diese eine Bedingung der Festlagerung wie im Bild zu sehen ist. Habe schon einiges versucht und mit verschiendenen Lagermöglichkeiten gespielt aber am Ende klappt es nur, wenn auch das obere Teil fest verspannt ist, was ja nicht die Wirklichkeit wiedergibt. Wenn man es ganz naiv mit Hilfe der technischen Mechanik betrachtet, sollte doch diese eine Festlagerung ausreichen? Das obere Bauteil wird durch die Kraft auf das Gegenstück gepresst, welches die Kraft an die Festlagerung weitergibt? Bin leider absoluter Neuling bei ANSYS und deswegen nicht wirklich mit Basics vertraut.
Gruß

[Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 13. Jul. 2017 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 13. Jul. 2017 editiert.]

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farahnaz
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erstellt am: 13. Jul. 2017 13:33    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich

Ist dein System 2D? Wenn, ja, ich würde zB auf der oberen Kante am Mittelpunkt eine RB definieren und der Punkt nur in horizontaler Richtung unverschieblich machen, um das System stabiler zu machen. Dazu noch die Option 'schwache Feder' an zuschalten und noch Pinball im Kontakt-Fenster aktivieren.

------------------
Grüße, Moe

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einfachTobi
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erstellt am: 13. Jul. 2017 13:40    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich

Du kannst das obere Bauteil noch per reibungsfreier Lagerung in allen Richtungen, außer der Kraftrichtung (natürlich + und -) lagern. Ansonsten wären grundsätzlich Starrkörperbewegungen in diese Richtungen möglich.

Eine andere Möglichkeit ist es, dem oberen Teil statt einer Kraft eine Verschiebung vorzugeben. Diese Verschiebung wählst du so, dass die Kraftreaktion am Kontakt deiner gewünschten Kraft entspricht.

Grundsätzlich gilt, dass jedes Teil irgendwie in allen 3/6 Freiheitsgraden gehalten werden muss, da sonst kein statisches Gleichgewicht zu finden ist.

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RustyCohle
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erstellt am: 14. Jul. 2017 11:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ja das System ist 2D. Ich habe versucht die obere Kante des oberen Teils in x- und z-Richtung zu fixieren. Hat leider auch nicht weiter geholfen. Jetzt scheint es mir die Sache irgendwie zerschossen zuhaben, denn wenn ich jetzt beide Körper festlagere kommt wieder die Meldung, dass ein Körper zu wenig Randbedingungen besitzt.  

Edit: Wenn ich den unteren Körper unterdrücke und die untere Kante des oberen Körpers fest lagere, klappt es. Es muss also entweder am Kontakt oder am unteren Körper liegen.
Edit 2: Wenn ich den oberen Körper ausblende und den unteren Körper mit einer senkrechten kraft belaste, gibt es auch keine Probleme. Es muss also am Kontakt liegen.

[Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 14. Jul. 2017 editiert.]

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einfachTobi
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erstellt am: 14. Jul. 2017 12:50    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich


modell.png


kontakt.png

 
Die Meldung, dass zu wenig Randbedingungen vorhanden sind, kann definitiv nicht von dem Kontakt kommen.

Eine fixierte Lagerung in 2D sperrt alle drei Freiheitsgrade.
Daher muss irgendwas anderes falsch sein.

Wenn ich mir dein Bild angucke liegen die beiden Körper zunächst nicht aufeinander, wie du es im Eingangspost beschrieben hast.
Du solltest sie aufeinander legen, damit der Kontakt von Beginn an geschlossen ist.

Ich habe das Ganze mal schnell nachgebaut. Es gibt da eigentlich kein Problem (siehe Anhang).
Die Verschiebung am oberen Körper setzt UX = 0. Diese kann natürlich auch an anderer Stelle angebracht werden, wo es modelltechnisch sinnvoll für dich ist.

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RustyCohle
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erstellt am: 14. Jul. 2017 13:06    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Okay super, danke für die Antwort! Hatte im designmodeler das Problem, dass ich die beiden Teile mit der Bedingung "deckungsgleich" zusammenlegen wollte. Das hat allerdings nicht geklappt.

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RustyCohle
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erstellt am: 17. Jul. 2017 10:47    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Kann mir jemand sagen, wie man im Designmodeler zwei Bauteile aneinanderfügt? Mit der Zwangsbedingung "deckungsgleich" lassen sich nämlich keine 3D-Profile wie extrudierte Körper oder Schalenkörper erzeugen. Einen Abstand von 0 zwischen den Linien in der Skizze zu definieren klappt auch nicht. Gibt es andere Möglichkeiten? Danke schon mal im voraus!
Gruß

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einfachTobi
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Ansys Workbench

erstellt am: 18. Jul. 2017 09:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich

Wenn ich mich recht entsinne, musst du das eine Teil als "gefroren" angeben, um das andere per Skizze hinzufügen zu können. Ein weiteres Stichwort dazu ist "gefroren hinzufügen".

Genauer kann ich es dir leider nicht mehr sagen, weil ich mich nicht genau erinnere, aber das dürfte dir eine Richtung zur Suche geben.

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RustyCohle
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erstellt am: 19. Jul. 2017 10:54    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Unbenannt.jpg

 
Hallo, danke für deine Antwort!Ich habe jetzt wie im Anhang zu sehen den oberen Körper gefroren. Wenn ich jetzt in der xy-Ebene eine zweite Skizze erstellen möchte, gelange ich nur in die Bearbeitungsmaske der ersten Skizze. Wäre es eventuell einfacher die ganze Geometrie mit einem echten CAD-Programm zu generieren und dann zu importieren?
Gruß

Edit: So jetzt hat es endlich geklappt. Vielen Danke für die ganzen hilfreichen Antworten! 

[Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 19. Jul. 2017 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 19. Jul. 2017 editiert.]

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RustyCohle
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Unbenannt.png

 
Und schon ergibt sich das nächste Problem.  Die Körper durchdringen sich nzw. der obere Körper dringt in den unteren Körper ein. Hab schon mit der Durchdringungstoleranz versucht was zu machen, aber wenn man dort den Wert 0 eingibt, wird sofort ein Fehler gemeldet. 

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PauleBeinlich
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Win 10
CPU + Ram ausreichend
ANSYS WB 19

erstellt am: 19. Jul. 2017 13:38    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo.
Die Ergebnisdarstellung ist auf "Automatisch" skaliert. bei 1:1 müsste es passen. Evtl. könnte noch die Kontaktsteifigkeit (und allgemein der Algorithmus) eine Quelle möglicher Durchdringung sein.

In diesem Sinne
PauleBeinlich

------------------
Rettet dem Dativ!

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RustyCohle
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Beiträge: 26
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Unbenannt.png

 
Danke für die schnelle Antwort! Habe die Kontaktsteifigkeit von 1 auf 5 und sogar auf 10 gestellt. Das hat allerdings keine Veränderung bewirkt. Wenn ich die Skalierung der Ergebinsdarstellung auf 1,0 (maßstabsgerecht) stelle, verschwidnet das obere Bauteil bzw. verschiebt sich sehr weit vom unteren Bauteil.  (Siehe Anhang) Habe auch versucht die kraft durch eine Verschiebung zu ersetzen, auch das ohne Erfolg. Die Bauteile durchdringen sich auch weiterhin.

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cgebhardt
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Eine Lösungoption wurde schon genannt: Verschiebung wählen, die zu einer Reaktionskraft in der Höhe der gewünschten Kraft führt. Bedeutet, man muss die Verschiebung ausprobieren, da die Steifigkeit ja vermutlich unbekannt ist. Das ist nicht superbequem, aber supersicher.
Eine Alternative kann sein, den Suchradius des Kontakts auf ca. 2 x den Verschiebungswert der Starrkörperbewegung zu setzen. KANN bei so einer einfachen Kontaktsituation funktionieren, bei komplexen Verhältnissen nicht mehr.

------------------
Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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einfachTobi
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Ingenieur


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Ansys Workbench

erstellt am: 20. Jul. 2017 14:48    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich

Weil ich mich wunderte warum es bei dir einfach nicht klappen wirll, habe ich das Ding in einer 3D-Analyse gerade noch einmal mit Schalen nachgebaut --> es passiert das gleiche wie bei dir. Warum auch immer löst sich der Kontakt nahezu sofort und die Teile durchdringen sich.
Da half auch keine Verschiebung mit vielen vielen Substeps oder andere Kniffe, die man bei Kontaktkonvergenzproblemen probiert.

Wenn ich den gleichen Aufbau in einer echten 2D-Analyse habe (wie oben) läuft es einwandfrei durch. Bei einer 3D-Analyse mit Volumenelementen (gleiche Dicke wie vorher die Schalen) läuft es auch ohne Probleme durch.

Vorschlag: echte 2D-Analyse verwenden (VOR Geometrieerstellung in den Eigenschaften einstellen; nachher nicht mehr änderbar) oder Volumen verwenden.

Wenn jemand eine Erklärung hat, warum es in 3D mit Schalen nicht funktioniert, würde ich mich freuen.

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Duke711
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erstellt am: 20. Jul. 2017 17:20    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich

Weil der Kontakt nicht richtig eingestellt ist und Ansys diesen nicht erkennt. Progammgesteuert funktioniert leider nicht immer bei Kontakten zwischen Schalenelementen.

- Symmetrisch
- Augmented Lagrange
- Nodal-Projected Normal Form Contact

Alternativ den MPC, wenn nicht mit großer Verformung gerechnet wird. Die Verschiebungskomponente ist dann der Zielkontakt.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 20. Jul. 2017 editiert.]

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einfachTobi
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erstellt am: 21. Jul. 2017 09:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RustyCohle 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Möglichkeit in 3D das Kontaktverhalten auf symmetrisch zu stellen gibt es jedoch bei einem Kante/Kante-Kontakt nicht. Ebenso die Detektionsmethode.
Ansys macht 2D programmgesteuert einen asymmetrischen Kontakt daraus.
In 3D wählt die Workbench für den Kontakt:
Code:

Node-surface contact pair is defined
Contact force based contact model
Contact algorithm: Augmented Lagrange method
Contact detection at: nodal point (normal to target surface)


Da habe ich aber ohne weiteres erstmal keinen Einfluss drauf. Ich gehe davon aus, dass es sich per Command-Block lösen lässt. Jedoch müsste ich auch die Befehler dafür mühsam nachschlagen und probieren. Aber hier scheint es sinnvoll zu sein einen anderen Weg zu gehen, da der Aufwand vermutlich geringer sein wird.

Danke für den Hinweis Duke.

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RustyCohle
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erstellt am: 21. Jul. 2017 10:37    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Danke für deine Antwort! Habe jetzt das ganze auf 2D-Analyse umgestellt und es funktioniert einwandfrei!

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farahnaz
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Grüße, Moe

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